Изучить оборудование для производства закаленного стекла. Печи закалки и обдувочные камеры
Цель : Закрепить знания по теме: «Производство закаленного стекла», изучить устройство и условия работы печи закалки и обдувочной камеры
Методические указания
Свойство стекла, нагретого до температуры размягчения, получать дополнительную прочность при резком охлаждении явилось основой технологии закалки стекла. Листовое закаленное стекло имеет повышенную прочность. При ударе оно разрушается на множество мелких нережущих осколков. Закаленное стекло используется для остекления различных видов транспорта и, прежде всего, автомобилей. Закаленное стекло может быть тонированным, то есть окрашенным в стекломассе с различным колером до степени светопропускания не ниже 65%. Широкое применение получили закаленные автомобильные стекла с нанесенным токообогреваемым контуром.
Специальное закаленное стекло широко применяется для облицовки и остекления зданий, изготовления стеклянных дверей, витрин, балконных и лестничных ограждений, офисной мебели, уличных фонарей, жалюзи, вентиляционных лючков в салонах автомобилей и т.п. Закаленное стекло используется также в оборудовании бытового назначения: газовых плитах, микроволновых печах и др. Закаленное стекло производится на установках с электрическими печами. В таких установках широко применяются щелевые вертикальные печи, камерные печи моллирования (при изготовлении гнутых стекол и специальных стекол) туннельные высокопроизводительные конвейерные печи для изготовления малогабаритных плоских и гнутых стекол.
В комплект оборудования каждой установки для закалки стекла входит воздушная охлаждающая камера, имеющая обдувочные решетки. Воздух на охлаждение стекла в обдувочную камеру подается вентилятором либо специальной воздуходувкой.
Закалкой называется процесс тепловой обработки (нагрев и быстрое охлаждение), приводящий к образованию остаточных напряжений в стекле, в результате чего повышается механическая прочность и термостойкость стекла.
Закалка стекла обусловлена двумя главными факторами:
1. Стекло обладает низкой теплопроводностью, что позволяет создавать температурный градиент по толщине при нагревании.
2. Обязательным условием возможности закалки любого материала являются разные фазы его состояния при низкой и высокой температуре. Стекло в холодном виде — твердый аморфный материал, а при высокой температуре — вязко - пластичный материал, переходящий в жидкость.
Впервые теория закалки стекла при интенсивном охлаждении была предложена известным российским ученым в области стекла Бартеневым Г.М.. Он предложил модель вязко-упругого поведения стекла при закаливании.
Сущность теории состоит в том, что в процессе затвердевания в застывающем слое по толщине стекла происходит образование двух температурных полей: первое температурное поле — в момент затвердевания поверхности, а второе — в момент затвердевания середины. Неравномерность распределения температур по толщине стекла определяет величину остаточных напряжений.
Для того, чтобы стекло получило закалку, необходимы два основных условия:
1. Стекло должно быть равномерно нагрето до температуры вязко-пластичного состояния, при котором возможны термодинамические деформации в толще стекла.
2. В процессе охлаждения в стекле должен быть создан в короткий промежуток времени температурный градиент с резким перепадом температуры между наружными поверхностями и внутренним слоем стекла.